转录因子TSRF1提高水稻抗逆性的分子基础

干旱、高盐等环境胁迫是影响我国水稻生产的重要限制因素，鉴定评价抗逆基因对于培育抗逆性改良的水稻品种具有重要的意义。我们前期研究发现乙烯反应因子TSRF1提高了水稻对渗透和干旱胁迫的耐性，并引起ABA合成相关基因的表达，但TSRF1调控水稻抗逆性的分子基础尚不清楚。本项目拟在以上研究基础上，通过研究TSRF1在水稻不同生育期对干旱、高盐胁迫的反应，检测渗透保护物质、膜完整性、叶绿素合成、光合速率等生理生化指标的变化，剖析TSRF1提高水稻抗逆性的生理基础；进一步运用芯片技术分析TSRF1调控水稻基因表达谱的变化，结合检测ABA合成相关基因表达及ABA含量，分析TSRF1在调控水稻ABA合成中的功能；进而运用EMSA、酵母单杂交、瞬时表达等方法研究TSRF1激活ABA合成相关基因表达的生化基础，以期阐明TSRF1提高水稻抗逆性的分子基础，为我国农作物抗逆育种提供有用的基因源和抗逆育种材料。

我们前期研究发现乙烯反应因子TSRF1能够提高水稻对渗透和干旱胁迫的抗性，在本项目实施中的进一步研究发现在从幼苗到成熟全生育期TSRF1均能够提高干旱胁迫下水稻成活率、生物量和结实率。为了剖析TSRF1提高水稻抗逆性的生理基础，我们实验发现TSRF1提高了水稻叶片中渗透保护物质可溶性糖和脯氨酸的含量，降低了离体水稻叶片的失水速率，增加了干旱胁迫下叶绿素的稳定性，抑制了干旱胁迫下光合速率的下降。对TSRF1转基因水稻植株的基因表达谱分析发现TSRF1促进了ABA合成相关基因、ABA响应基因、光合相关基因以及脯氨酸合成基因的表达。对这些基因的启动子序列分析发现具有TSRF1结合的顺式作用元件GCC、DRE和ABA响应元件ABRE，这表明TSRF1可能通过结合GCC/DRE元件促进ABA合成并进一步诱导ABA响应基因的表达提高水稻的耐旱性。